编译型和解释型语言优缺点(编译型语言与解释型语言)
上一章我们已经了解到 ,编程语言其实就是一种我们人类易于理解的程序语言 。我们用这种编程语言编写的程序就称为源代码 。这些源代码是通过翻译器这么个东西 ,被翻译成二进制指令 ,从而让计算机能够执行我们的指令 。
那么 ,这其中发挥很大作用的翻译器又是怎么回事?
编译型语言与解释型语言
其实 ,翻译器不止一种 。我们根据翻译器翻译的时机 ,将它分为了编译器和解释器 。
相应的 ,编程语言也分为了编译型语言和解释型语言 。
编译型语言要求将所有的源代码通过编译器转换成二进制指令 ,也就是生成一个可执行程序(比如Windows下的.exe文件) ,比如汇编语言 、C语言 、C++等都是编译型语言 。
解释型语言 ,顾名思义就是将源代码一边转换 ,一边执行 。就好像你阅读文章一样 ,读到哪程序执行到哪 。这种方式不需要生成可执行程序,使用会更加方便 ,比如Python 、PHP 、JavaScript 、MATLAB等都是解释型语言 。
虽然文中对编译器和解释器讲解的比较简单 ,但事实上,翻译源代码的过程十分复杂 ,过程大致包括词法分析 、语法分析 、语义分析 、性能优化 、生成可执行文件等5个步骤 ,其中涉及到复杂的算法和硬件架构 ,这一点本文不再赘述 。
操作系统
另外大家需要了解的一点是 ,计算机程序都是运行在操作系统中的 ,目前我们比较熟知的操作系统平台都有Windows 、Linux 、MacOS ,当然这三种操作系统都不是瞬间诞生的 ,也都经历了操作系统几十年的发展 ,才完善成我们目前熟知的版本 。
长时间不同发展 ,导致不同的操作系统平台之间底层的内部结构截然不同 ,也就是说能够在Windows系统运行的程序 ,拿到MacOS下便会无法运行 ,同理,能在Linux平台下执行的程序 ,也不能在Windows平台下执行。另外 ,就算是相同的操作系统,不同的版本之间也不一定兼容 。比如不能将Windows64位程序拿到Windows32位平台下运行 。但反之一般都可以 ,这是因为64位Windows对32位程序做了兼容性处理。这也是几乎所有程序版本之间的通病 ,新版本可以兼容老版本 ,老版本兼容不了新版本 。
除了程序不能跨平台使用之外 ,源代码也不能跨平台使用 。例如C语言中 ,可以让程序暂停的“睡眠 ”函数 ,在Windows平台下函数名是Sleep ,但在Linux平台下该函数名是sleep ,首字母大小写不同 。而且函数中的参数含义也不同 ,Sleep的参数是毫秒 ,sleep的参数是秒 。
这是一件相当麻烦的事情 ,这意味着同一个软件 ,你不仅需要开发3种不同的源代码,还要生成3种平台的可执行程序 ,分别兼容Windows 、Linux、Mac OS这3种平台(现在大部分软件都有不同操作系统下的版本就是因为这个原因) ,未来的更新维护也需要同时更新3个版本 。而且,万一以后新出来个鸿蒙操作系统 ,是不是又需要从头开发新的版本呢?
当然 ,以程序员的勤劳度来看 ,是不会做出这么费力不讨好的事情的 。事实上 ,程序员有各种方法来解决这个问题 。
比较经典的办法 ,就是开发一套支持跨平台的语言 。诞生于1995年的Java就是其中的引领者 。目前国内Java之所以火爆 ,很大部分原因就是Java的跨平台特性 。虽然后来微软的C#也追随了Java的脚步 ,但由于更新太慢 ,几乎都要被人遗忘了 。至于C语言 ,C++ ,由于太古老 ,它们诞生的时候还没有操作系统呢 ,所以基本指望不上跨平台了 。
跨平台语言运行原理
编译型语言事实上,关于跨平台 ,编译型语言和解释型语言走上了不同的道路。虽然道路不同 ,但原理是一样的 。
比如Java这门语言,之所以能够跨平台 ,是因为它在操作系统上层 ,又搭建了一个叫做Java虚拟机(Java Virtual Machine ,简称 JVM)的东西 。你可以把JVM理解成一个底层软件 ,而且针对不同的平台有不同的版本:Windows版 ,Linux版 、MacOS版 ,这三个版本的JVM安装在了这三个平台上 ,我们编写的Java源代码会被JVM转换成字节码 ,字节码是可以在Java虚拟机上运行的。流程如下图:
Java语言运行流程
这样一来 ,你只需要写一份源代码就可以了 ,只要在操作系统中安装上对应的Java虚拟机 ,就可以平滑运行Java软件了 。所以Java打出的口号就是:一次编译 ,处处运行 。
编译型语言运行原理
解释型语言相对于编译型这种只有少数语言支持跨平台的语言来说,解释型语言几乎都能跨平台 。“一次编写 ,处处运行 ”就是解释型语言的特点 。
那么为什么解释型语言就能跨平台呢?
这一切其实都归功于解释器 。
解释器其实就类似于Java虚拟机 ,也是编程语言与操作系统之间的中间层 。官方会针对不同的平台开发不同的解释器,这些解释器会把同样的源代码在不同的操作平台下转换成对应平台“认识 ”的机器码 ,兼容了不同平台之间的差异 ,从而解决了跨平台的问题 。
编译型和解释型语言另外一个明显的区别就是:
使用编译型语言开发的可执行程序 ,源代码是无法获取的 ,所以程序一般是闭源的 。
而解释型语言由于一边转换一边执行的特性 ,软件下载下来的都是源代码 ,否则就无法运行 ,所以解释型语言的程序一般是开源的 。
解释型语言运行原理
关于Python
Python属于解释型语言 ,所以运行Python程序需要安装对应平台的解释器 。也就是说我们使用Python无需考虑不同平台的兼容性问题 ,目前常见的如Linux 、Windows、MacOS 、Android 、PocketPC等操作系统 ,Python都可以完美运行!
总结
我们将编译型语言和解释型语言的差异总结如下:
类型 原理 优点 缺点 编译型语言 通过编译器将源代码转换为操作系统平台对应的机器码 编译一次 ,脱离编译器也能运行 ,效率高 可移植性差,不够灵活 解释型语言 通过解释器将源代码转换为操作系统平台对应的机器码 跨平台性好 边转换机器码边执行 ,效率较低原文链接:http://pythonjishu.com/compile-type/
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